Des recherches récentes montrent que les bébés utilisent leur impuissance précoce pour développer des modèles cognitifs, similaires à la pré-entraînement à l’IA, remettant en question les théories plus anciennes sur l’immaturité cérébrale du nourrisson et potentiellement inspirant les progrès de la technologie de l’IA.
Les données cérébrales modernes ne soutiennent pas l’explication classique de l’impuissance des nourrissons.
Une nouvelle étude suggère que le cerveau des bébés n’est pas aussi immature qu’on le pensait auparavant ; au lieu de cela, ils utilisent leur période « d’impuissance » postnatale pour développer des modèles fondamentaux similaires à ceux qui pilotent l’intelligence artificielle générative.
L'étude, menée par un neuroscientifique du Trinity College de Dublin et qui vient d'être publiée dans la revue Tendances des sciences cognitivesdécouvre pour la première fois que l'explication classique de l'impuissance du nourrisson n'est pas étayée par les données cérébrales modernes.
Comparé à de nombreux animaux, les humains sont impuissants pendant une longue période après leur naissance. De nombreux animaux, comme les chevaux et les poules, peuvent marcher le jour de leur naissance. Cette période prolongée d'impuissance met les bébés humains en danger et représente un énorme fardeau pour les parents, mais étonnamment, elle a survécu à la pression de l'évolution.
Aperçus d'une étude inter-espèces
« Depuis les années 1960, les scientifiques pensent que l’impuissance dont font preuve les bébés humains est due aux contraintes de la naissance. On pensait que les bébés humains, ayant une grosse tête, devaient naître prématurément, ce qui entraînait un cerveau immature et une période d’impuissance qui s’étendait jusqu’à l’âge d’un an. Nous voulions découvrir pourquoi les bébés humains étaient impuissants pendant une période aussi longue », explique le professeur Rhodri Cusack, professeur de neurosciences cognitives et auteur principal de l’étude.
L'équipe de recherche comprenait le professeur Cusack, qui mesure le développement du cerveau et de l'esprit du nourrisson à l'aide de la neuroimagerie ; Pr Christine Charvet, Université d'Auburn, États-Unis, qui compare le développement du cerveau à travers espèces; et le Dr Marc'Aurelio Ranzato, chercheur principal en IA chez DeepMind.
« Notre étude a comparé le développement cérébral des différentes espèces animales. Elle s’est inspirée d’un projet de longue date, Translating Time, qui compare les âges correspondants entre les espèces pour établir que le cerveau humain est plus mature que celui de nombreuses autres espèces à la naissance », explique le professeur Charvet.
Les chercheurs ont utilisé l'imagerie cérébrale et ont découvert que de nombreux systèmes du cerveau du nourrisson humain fonctionnent déjà et traitent les riches flux d'informations provenant des sens. Cela contredit la croyance de longue date selon laquelle de nombreux systèmes cérébraux des nourrissons sont trop immatures pour fonctionner.
L'équipe a ensuite comparé l'apprentissage chez l'homme avec les dernières avancées technologiques. apprentissage automatique modèles dans lesquels les réseaux neuronaux profonds bénéficient d'une période de pré-formation « impuissante ».
Par le passé, les modèles d’IA étaient directement formés à des tâches pour lesquelles ils étaient nécessaires. Par exemple, une voiture autonome était formée à reconnaître ce qu’elle voyait sur une route. Mais aujourd’hui, les modèles sont initialement pré-entraînés pour voir des modèles dans de vastes quantités de données, sans effectuer de tâches importantes. Le modèle de base qui en résulte est ensuite utilisé pour apprendre des tâches spécifiques. Il a été constaté que cela conduit finalement à un apprentissage plus rapide de nouvelles tâches et à de meilleures performances.
Implications pour le développement futur de l’IA
« Nous suggérons que les nourrissons humains utilisent de la même manière la période d'« impuissance » de la petite enfance pour se pré-entraîner et apprendre de puissants modèles de base, qui vont ensuite soutenir la cognition plus tard dans la vie avec des performances élevées et une généralisation rapide. Cela ressemble beaucoup aux puissants modèles d'apprentissage automatique qui ont conduit aux grandes avancées de l'IA générative ces dernières années, comme ChatGPT d'OpenAI ou Gemini de Google », a expliqué le professeur Cusack.
Les chercheurs affirment que les recherches futures sur la façon dont les bébés apprennent pourraient bien inspirer la prochaine génération de modèles d’IA.
« Bien que l’intelligence artificielle ait connu des avancées majeures, les modèles de base consomment d’énormes quantités d’énergie et nécessitent bien plus de données que les bébés. Comprendre comment les bébés apprennent pourrait inspirer la prochaine génération de modèles d’intelligence artificielle. Les prochaines étapes de la recherche consisteraient à comparer directement l’apprentissage dans le cerveau et l’intelligence artificielle », a-t-il conclu.
Cette recherche a été soutenue par le Conseil européen de la recherche.
